Elektrospreylenmiş Mikro Damlacıkların Bakteri ve Virüsleri Öldürdüğü Kanıtlandı
Fotoğraf 1: Polimer mikro nozül dizisi.
COVID-19’un dünya çapında yayılmasıyla birlikte, araştırmacılar virüsü öldürmede etkili olabilecek ancak çevreye ve insana zararsız çeşitli antimikrobiyal teknolojiler geliştirme yöntemlerini iki katına çıkardı.
KAIST araştırma ekibi tarafından yapılan mevcut çalışmalar bu tür çabalara yanıt olabilecek nitelikte gözüküyor. Makine Mühendisliği bölümünden Prof. Seung Seob Lee ve Dr. Ji-hun Jeong polimer bir mikro nozül dizisinden su bazlı elektro püskürtmeli zararsız bir hava sterilizasyon örneği geliştirdi.
Elektrospreylenmiş mikro damlacıklar, hidroksil radikaller ve süperoksitler gibi antimikrobiyal özelliklere sahip olduğu bilinen reaktif oksijen türlerini kapsüller. Kapsülleme, reaktif oksijen türlerinin ömrünü uzatarak damlacıkların antimikrobiyal işlevlerini etkili bir şekilde yerine getirmesini sağlar.
Antimikrobiyal uygulamalar için potansiyeline rağmen suyun elektrospreyi genellikle ozon üreten elektriksel deşarj koşulları altında çalışır. İnsanların solunum sistemine zarar verdiği bilinen ozon solunumu, elektro püskürtme için teknik bir engel oluşturur. Elektro püskürtme için diğer bir teknik engel ise düşük akış hızı sorunudur. Bu yöntemde damlacıkların boyutu akış hızına bağlı olduğundan bir nozülün üretebileceği su mikro damlacıklarının miktarı için sınırlama vardır.
Fotoğraf 2: Suyun çoklu elektrospreyi ve antimirobiyal etkisi.
Araştırma ekibi bunu akılda tutarak, suyun elektrik deşarjı olmasına gerek kalmadan çok katlı, elektro püskürtmeli bir dielektrik polimer mikro nozül dizisi geliştirdi. Bu polimer mikro nozül dizisi MEMS (Mikro Elektromekanik Sistem) işlemi kullanılarak üretildi. Araştırma ekibine göre, bir nozül gerekli uygulamaya bağlı olarak 5 ile 19 arası mikro nozül taşıyabilmekte.
Suyun yüksek yüzey geriliminin neden olduğu elektrik boşalmasını önleyen mikro nozülün, ucundaki elektrik alanını yoğunlaştırmak için yüksek en-boy oranına sahip bir mikro nozül ve bir düzlem içi ekstraktör önerildi. Ayrıca elektrosprey sırasında mikro nozül dizisinin ıslanmasını önlemek için mikro nozül çevresinde hidrofobik bir kaplamaya sahip mikro sütun (mikropillar) dizisi kullanıldı.
Polimer mikro nozül dizisi, yüksek hızda görüntüleme ve nanosaniye darbeli lazer aydınlatması ile teyit edilerek elektriksel deşarj olmadan sabit koni jet modunda gerçekleştirildi. Su mikro damlacıklarının 6 μm ile 10 μm aralığında olduğu ölçüldü ve Escherichia Coli , Staphylococcus Aureus bakterileri üzerinde antimikrobiyal etkisi kanıtlandı.
Profesör Lee, bu araştırmanın antimikrobiyal ve nemlendirme fonksiyonları gerektiren alanlardaki klima ürünlerine uygulanabileceğine inandıklarını söyledi.
Kaynak: phys.org
